JP3691780B2 - パターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライエッチングを用いてパターン化薄膜を形成するパターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パターン化された薄膜（本出願においてパターン化薄膜と言う。）を有するマイクロデバイスにおけるパターン化薄膜の形成方法の一つに、ドライエッチングを用いる方法がある。なお、マイクロデバイスとは、薄膜形成技術を利用して製造される小型のデバイスを言う。マイクロデバイスの例としては、半導体デバイスや、薄膜磁気ヘッドや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等がある。
【０００３】
従来、ドライエッチングを用いて幅の小さな溝を有するパターン化薄膜を形成する方法として、例えば特開平８−７８４１４号公報に示されるような方法がある。以下、図２８ないし図３３を参照して、この方法について簡単に説明する。
【０００４】
この方法では、まず、図２８に示したように、スパッタリング法等によって、基板等の下地３０１の上に、エッチングストッパ膜３０２と被パターニング膜３０３を順に形成する。次に、図２９に示したように、スパッタリング法等によって、被パターニング膜３０３の上に、エッチングマスク層３０４を形成する。
【０００５】
次に、図３０に示したように、フォトリソグラフィによって、エッチングマスク層３０４の上に、パターン化されたフォトレジスト層３０５を形成する。このフォトレジスト層３０５は、後で被パターニング膜３０３に形成する溝に対応する位置に開口部３０５ａを有している。
【０００６】
次に、図３１に示したように、フォトレジスト層３０５をマスクとして、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングによって、エッチングマスク層３０４を選択的にエッチングする。次に、図３２に示したように、溶剤を用いたり、アッシングを行ったりして、フォトレジスト層３０５を除去する。これにより、エッチングマスク層３０４がパターニングされて、被パターニング膜３０３をパターニングするためのエッチングマスク３０６が形成される。
【０００７】
次に、図３３に示したように、エッチングマスク３０６を用いて、例えば反応性イオンエッチングによって、被パターニング膜３０３を選択的にエッチングする。これにより、被パターニング膜３０３がパターニングされて、溝３０７ａを有するパターン化薄膜３０７が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３４に示したように、マイクロデバイスの製造工程において、パターン化薄膜３０７の上に他の薄膜３０８を形成する場合、この薄膜３０８を、溝３０７ａに面するパターン化薄膜３０７の端部３０７ｂにも付着させる必要がある場合がある。このような薄膜３０８としては層間絶縁膜がある。
【０００９】
しかしながら、図２８ないし図３３に示した方法で形成されたパターン化薄膜３０７では、パターン化薄膜３０７の端部３０７ｂが、下地３０１の上面に対してほぼ垂直になる。そのため、図３４に示したように、パターン化薄膜３０７の端部３０７ｂに対する薄膜３０８の付着量が少なくなるという問題点がある。薄膜３０８が層間絶縁膜の場合には、端部３０７ｂに対する薄膜３０８の付着量が少ないと絶縁不良が発生する場合がある。
【００１０】
また、図２８ないし図３３に示した方法で形成されたパターン化薄膜３０７では、溝３０７ａの幅は、フォトリソグラフィによってパターニングされるフォトレジスト層３０５の開口部３０５ａの幅によって決まる。そのため、上記の方法では、溝３０７ａの幅を小さくすることには光学的に限界があり、この限界を超えて溝３０７ａの幅を小さくすることができないという問題点がある。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、微小な幅の溝を有すると共に溝に面する端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるようにしたパターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン化薄膜形成方法は、
下地の上に被パターニング膜を形成する工程と、
被パターニング膜の上に、パターン化された第１の膜を形成する工程と、
被パターニング膜および第１の膜の上の全面に第２の膜を形成する工程と、
第１の膜を剥離することによって、被パターニング膜の上に形成された第２の膜によってエッチングマスクを形成する工程と、
エッチングマスクを用い、ドライエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングすることによって、パターン化薄膜を形成する工程とを備えたものである。
【００１３】
本発明のパターン化薄膜形成方法では、パターン化薄膜は以下のようにして形成される。すなわち、まず、下地の上に被パターニング膜が形成される。次に、被パターニング膜の上に、パターン化された第１の膜が形成される。次に、被パターニング膜および第１の膜の上の全面に第２の膜が形成される。次に、第１の膜を剥離することによって、被パターニング膜の上に形成された第２の膜によってエッチングマスクが形成される。次に、このエッチングマスクを用い、ドライエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングすることによって、パターン化薄膜が形成される。
【００１４】
本発明のパターン化薄膜形成方法において、エッチングマスクは、第１の膜が存在していた部分に開口部を有し、この開口部に面するエッチングマスクの端部は斜め上方を向いた斜面を有していてもよい。このエッチングマスクを用いて形成されるパターン化薄膜は、エッチングマスクの開口部に対応する位置に溝を有する。この溝に面するパターン化薄膜の端部は、斜め上方を向いた斜面になる。なお、本出願において、「上方」とは、下地から見てパターン化薄膜が配置される方向を言う。
【００１５】
また、本発明のパターン化薄膜形成方法において、第１の膜を形成する工程は、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜を形成してもよい。この場合、ネガ型レジストは化学増幅型のレジストであってもよい。また、第１の膜は、定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有していてもよい。また、本発明のパターン化薄膜形成方法は、更に、第１の膜を形成する工程と第２の膜を形成する工程との間において、第１の膜の幅を狭小化する工程を備えていてもよい。この第１の膜の幅を狭小化する工程は、第１の膜をアッシングしてもよい。
【００１６】
また、本発明のパターン化薄膜形成方法において、パターン化薄膜を形成する工程は、反応性イオンエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングしてもよい。
【００１７】
また、本発明のパターン化薄膜形成方法において、被パターニング膜のエッチング時におけるエッチングマスクのエッチングレートは、被パターニング膜のエッチングレートよりも小さいことが好ましい。
【００１８】
本発明のマイクロデバイスの製造方法は、１以上のパターン化薄膜を含むマイクロデバイスの製造方法において、パターン化薄膜が、本発明のパターン化薄膜形成方法によって形成されるものである。
【００１９】
本発明のマイクロデバイスの製造方法において、マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであってもよい。この場合、薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子に接続されるリード層とを含み、パターン化薄膜はリード層であってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１ないし図６を参照して、本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法について説明する。
【００２１】
本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法は、まず、図１に示したように、スパッタリング法等によって、基板等の下地１０１の上にエッチングストッパ膜１０２と被パターニング膜１０３を順に形成する。なお、エッチングストッパ膜１０２は、必ずしも設けなくてもよい。
【００２２】
次に、図２に示したように、被パターニング膜１０３の上に、パターン化された第１の膜１０４を形成する。第１の膜１０４は、例えば、フォトリソグラフィによってレジストをパターニングすることによって形成される。この場合、レジストは、ポジ型でもネガ型でもよい。また、第１の膜１０４は、断面形状が矩形の膜でもよいし、上部側の幅が底部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する膜でもよいし、アンダーカットの入った形状の膜でもよい。なお、第１の膜１０４は、後の工程でリフトオフされるため、アンダーカットの入った形状の膜であることが好ましい。
【００２３】
アンダーカットの入った形状の膜は、底部側の幅が上部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する膜であってもよい。このような形状の膜は、例えば、特開平９−９６９０９号公報に示されるように画像反転機能を有するレジストを用いて形成することができる。
【００２４】
また、アンダーカットの入った形状の膜は、所定の幅を有する上層と、この上層の幅よりも小さい幅を有する下層とを含む膜であってもよい。このような形状の膜は、例えば、特開平２−１７６４３号公報に示されるように２層レジストを用いて形成することができる。
【００２５】
また、アンダーカットの入った形状の膜は、底部側にくびれを有する膜であってもよい。このような形状の膜は、例えば、特開平８−６９１１１号公報に示されるようにマイクログルーブを有したレジスト層を利用して形成することができる。
【００２６】
なお、図２以降の図では、便宜上、第１の膜１０４を、底部側の幅が上部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する膜としている。
【００２７】
次に、図３に示したように、第１の膜１０４の幅を狭小化する。この狭小化は、例えば、第１の膜１０４をアッシングすることで行われる。アッシングは、レジスト等の材料を気相中で除去する処理である。アッシングは、具体的には、レジスト等の材料を酸素プラズマ、オゾン等にさらすことにより行われる。
【００２８】
次に、図４に示したように、スパッタリング法等によって、被パターニング膜１０３および第１の膜１０４の上の全面に第２の膜１０５を形成する。この第２の膜１０５は、単層膜であってもよいし、多層膜であってもよい。
【００２９】
次に、図５に示したように、例えば、下地１０１から第２の膜１０５までを含む積層体を有機溶剤中に浸漬することによって、第１の膜１０４をリフトオフ（剥離）する。これにより、被パターニング膜１０３の上に形成された第２の膜１０５によってエッチングマスク１０６が形成される。このエッチングマスク１０６は、第１の膜１０４が存在していた部分に開口部１０６ａを有している。
【００３０】
このように、本実施の形態では、リフトオフ法によって、被パターニング膜１０３の上にエッチングマスク１０６を形成する。そのため、開口部１０６ａに面するエッチングマスク１０６の端部１０６ｂは、斜め上方を向いた斜面になる。
【００３１】
次に、図６に示したように、エッチングマスク１０６を用い、ドライエッチング、例えば反応性イオンエッチングによって被パターニング膜１０３を選択的にエッチングする。これにより、残った被パターニング膜１０３によってパターン化薄膜１０７が形成される。このパターン化薄膜１０７は、エッチングマスク１０６の開口部１０６ａに対応する位置に溝１０７ａを有する。
【００３２】
前述のようにエッチングマスク１０６の端部１０６ｂが斜め上方を向いた斜面になっていることから、上記の被パターニング膜１０３のエッチングの間、エッチングマスク１０６の開口部１０６ａは徐々に広がってゆく。その結果、溝１０７ａに面するパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂは、斜め上方を向いた斜面になる。
【００３３】
本実施の形態において、被パターニング膜１０３のエッチング時におけるエッチングマスク１０６のエッチングレートは、被パターニング膜１０３のエッチングレートよりも小さいことが好ましい。
【００３４】
なお、図６に示した例では、パターン化薄膜１０７の底部がエッチングストッパ膜１０２の上面と一致するまで、被パターニング膜１０３のエッチングを行っている。しかし、被パターニング膜１０３のエッチングに続けて、エッチングストッパ膜１０２を、その厚み方向の途中の位置または下面の位置までエッチングしてもよい。エッチングを停止する位置は、例えば、エッチングによって飛散する元素を二次イオン分析法等によって同定する測定を行いながらエッチングを行うことで制御することができる。
【００３５】
本実施の形態において、第１の膜１０４を形成する工程は、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成するのが好ましい。その理由は以下の通りである。ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングする場合には、レジスト層のうち、第１の膜１０４として残る部分が露光される。レジスト層のうち露光された部分では、上側ほど架橋度が大きくなる。そのため、レジスト層の露光後、現像すると、底部側の幅が上部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する第１の膜１０４が得られる。このように、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する方法によれば、他の方法に比べて容易に、リフトオフに適した、アンダーカットの入った形状の第１の膜１０４を形成することができる。
【００３６】
また、上記のネガ型レジストは化学増幅型のレジストであることが好ましい。その理由は以下の通りである。まず、化学増幅型のレジストは解像度が高い。また、化学増幅型のレジストは、耐熱性が良いため、アッシングによっても形が崩れにくい。これらのことから、化学増幅型のネガ型レジストを用いて第１の膜１０４を形成することにより、幅の小さな第１の膜１０４を形成することができる。
【００３７】
また、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する場合には、図７に示したように、第１の膜１０４は、定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有していてもよい。なお、定在波効果とは、レジスト層の露光時にレジスト層への入射光とレジスト層の下地からの反射光との干渉によって発生する定在波の影響によって、パターニングされたレジスト層の側壁に凹凸が形成される現象を言う。
【００３８】
第１の膜１０４が定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、図８に示したように、第２の膜１０５の形成時に、第１の膜１０４の側壁部に第２の膜１０５が付着し易い。そのため、この場合には、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて、第２の膜１０５の形成時において、第１の膜１０４とその側壁部に付着した第２の膜１０５とを合わせた膜の幅が大きくなる。その結果、第１の膜１０４とその側壁部に付着した第２の膜１０５とを合わせた膜のリフトオフが非常に容易になる。
【００３９】
また、第１の膜１０４が定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、第２の膜１０５の形成時において、第２の膜１０５は、第１の膜１０４の側壁部に付着しながら、被パターニング膜１０３の上面に形成されていく。従って、第１の膜１０４とその側壁部に付着した第２の膜１０５とを合わせた膜の幅が大きくなりながら、第２の膜１０５が被パターニング膜１０３の上面に形成されていく。そのため、リフトオフ法によって形成されたエッチングマスク１０６の端部１０６ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、エッチングマスク１０６の下に存在する被パターニング膜１０３の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態では、リフトオフ法によって、被パターニング膜１０３の上にエッチングマスク１０６を形成する。そのため、開口部１０６ａに面するエッチングマスク１０６の端部１０６ｂは、斜め上方を向いた斜面になる。そして、本実施の形態では、このエッチングマスク１０６を用いて、ドライエッチングによって被パターニング膜１０３を選択的にエッチングして、パターン化薄膜１０７を形成する。これにより、溝１０７ａに面するパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂが斜め上方を向いた斜面になる。従って、本実施の形態によれば、溝１０７ａに面する端部１０７ｂに対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜１０７を形成することができる。
【００４１】
更に、第１の膜１０４が定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、リフトオフ法によって形成されたエッチングマスク１０６の端部１０６ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、エッチングマスク１０６の下に存在する被パターニング膜１０３の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。この場合には、エッチングマスク１０６を用いて形成されたパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、パターン化薄膜１０７の下に存在する下地１０１もしくはエッチングストッパ膜１０２の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。従って、この場合には、溝１０７ａに面する端部１０７ｂに対する他の薄膜の付着性が更によいパターン化薄膜１０７を形成することができる。
【００４２】
図９は、パターン化薄膜１０７の上に他の薄膜１０８を形成した状態を示している。図９に示したように、本実施の形態によれば、溝１０７ａに面するパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂにも十分に薄膜１０８を付着させることができる。これにより、薄膜１０８が層間絶縁膜である場合には、絶縁不良の発生を防止することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、パターン化薄膜１０７の溝１０７ａの幅は、エッチングマスク１０６の開口部１０６ａの幅によって決まる。この開口部１０６ａの幅は、第１の膜１０４の幅によって決まる。第１の膜１０４の幅は、例えばアッシングによる狭小化により、容易に、光学的な限界を超えて小さくすることが可能である。従って、本実施の形態によれば、微小な幅の溝１０７ａを有するパターン化薄膜１０７を容易に形成することが可能になる。
【００４４】
また、本実施の形態において、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する場合には、容易に、リフトオフに適した、アンダーカットの入った形状の第１の膜１０４を形成することができる。また、この場合には、段差のある下地１０１の上に、エッチングストッパ膜１０２および被パターニング膜１０３を介して第１の膜１０４を形成することも容易に行うことができる。また、上記のネガ型レジストが化学増幅型のレジストである場合には、より幅の小さな第１の膜１０４を形成することができ、その結果、パターン化薄膜１０７の溝１０７ａの幅をより小さくすることができる。
【００４５】
また、本実施の形態において、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する場合に、第１の膜１０４が、定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、第１の膜１０４のリフトオフが非常に容易になる。更に、この場合には、リフトオフ法によって形成されたエッチングマスク１０６の端部１０６ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、エッチングマスク１０６の下に存在する被パターニング膜１０３の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、第１の膜１０４を形成する工程と第２の膜１０５を形成する工程との間において、第１の膜１０４の幅を狭小化するようにしている。従って、本実施の形態によれば、第１の膜１０４の幅をより小さくすることができ、その結果、パターン化薄膜１０７の溝１０７ａの幅をより小さくすることができる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法の一実施例について説明する。本実施例では、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）よりなる基板の上に形成された厚み２．５μｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層を下地１０１として、この下地１０１の上に、以下のようにしてパターン化薄膜１０７を形成した。
【００４８】
まず、上記の下地１０１の上に、以下の条件で、Ｔａをスパッタリングして、厚み５ｎｍのエッチングストッパ膜１０２を形成した。スパッタ装置としては、ＣＶＣ社製の直流スパッタ装置ＶＥ８２９５（製品名）を用いた。スパッタ装置におけるターゲットはＴａとした。スパッタ装置の出力は７００Ｗとした。スパッタ装置におけるスパッタ室内には、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍの流量で供給した。スパッタ室内の圧力は１.０ｍＴｏｒｒ（約０．１３３Ｐａ）とした。
【００４９】
次に、上記のスパッタ装置を用いて、エッチングストッパ膜１０２の上に、以下の条件で、Ａｕをスパッタリングして、厚み３０ｎｍの被パターニング膜１０３を形成した。スパッタ装置におけるターゲットはＡｕとした。スパッタ装置の出力は７００Ｗとした。スパッタ装置におけるスパッタ室内には、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍの流量で供給した。スパッタ室内の圧力は１.０ｍＴｏｒｒ（約０．１３３Ｐａ）とした。
【００５０】
次に、被パターニング膜１０３の上に、以下の条件で第１の膜１０４を形成した。まず、レジストとして、東京応化工業株式会社製の化学増幅型ネガ型レジストＴＯＫ ＴＤＵＲ−Ｎ６２０ ＧＰ（製品名）を塗布し、８０℃で６０秒間、プリベークを行い、厚み０．５μｍのレジスト層を形成した。次に、ステッパ（露光装置）として、株式会社ニコン製ＮＳＲ−ＴＦＨＥＸ１４Ｃ（製品名）を用い、レンズの開口数ＮＡを０．６、コヒーレンスファクタσを０．７５として、露光用マスクを通過した所定のパターンの光でレジスト層を露光して、レジスト層に潜像を形成した。露光用マスクにおける線幅は０．２μｍとした。なお、コヒーレンスファクタσは、レティクル側から見た照明光学系のレンズ開口数をＮＡ１、レティクル側から見た縮小レンズのレンズ開口数をＮＡ２としたときに、σ＝ＮＡ１／ＮＡ２で表される。ただし、ＮＡ２＝ＮＡ／ｍであり、１／ｍは投影レンズの縮小率である。また、露光量（Ｄｏｓｅ）は２０〜５５ｍＪ／ｃｍ２の範囲内で選択し、この露光量によって第１の膜１０４の幅を調節するようにした。具体的には、本実施例では、露光量が２０〜５５ｍＪ／ｃｍ２の範囲内で５ｍＪ／ｃｍ２ずつ異なる８個の試料を作製した。なお、以下に示す各工程は、この８個の試料に対して行っている。次に、１００℃で６０秒間、現像前ベークを行った。次に、現像液として２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液を用いて、６０秒間の現像を１回行った。
【００５１】
次に、以下の条件で第１の膜１０４のアッシングを行って、第１の膜１０４の幅を狭小化した。アッシング装置としては、Ｍａｔｒｉｘ ｉｎｃ.社製Ｓｙｓｔｅｍ１０４（製品名）を用いた。アッシング室内の圧力は１.０Ｔｏｒｒ（約１３３Ｐａ）とした。ガスはＯ２を用い、その流量を３０ｓｃｃｍとした。ＲＦ出力は２００Ｗとした。基板温度は７０℃とした。アッシング時間１２０秒とした。なお、ガスとしては、Ｏ２にＣＦ４を加えたものを用いてもよい。また、ガスとしてはオゾンを用いてもよい。この場合には、常圧下でアッシングを行ってもよい。
【００５２】
次に、エッチングストッパ膜１０２および被パターニング膜１０３を形成するときと同じ条件で、被パターニング膜１０３および第１の膜１０４の上の全面にＴａをスパッタリングして、厚み１０ｎｍの第２の膜１０５を形成した。
【００５３】
次に、基板から第２の膜１０５までを含む積層体を、１時間、揺動しながらアセトン中に浸漬して、第１の膜１０４をリフトオフ（剥離）した。これにより、被パターニング膜１０３の上に形成された第２の膜１０５によってエッチングマスク１０６が形成された。
【００５４】
次に、上記のエッチングマスク１０６を用い、以下の条件で反応性イオンエッチングを行って被パターニング膜１０３を選択的にエッチングし、残った被パターニング膜１０３によってパターン化薄膜１０７を形成した。エッチング装置としては、住友金属社製ＨＧ６０００（製品名）を用いた。エッチング室内には、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍの流量で供給すると共にＯ２を５０ｓｃｃｍの流量で供給した。エッチング室内のガスの圧力は５ｍＴｏｒｒ（約０．６６５Ｐａ）とした。マイクロ波出力は１０００Ｗとし、ＲＦ出力は５０Ｗとした。エッチング時間は６０秒とした。
【００５５】
本実施例では、第１の膜１０４を形成する際のレジスト層の露光量が異なる８個の試料について、それぞれ、レジスト層の露光量（Ｄｏｓｅ）、狭小化処理前の第１の膜１０４の上部の幅Ｗ１、狭小化処理後の第１の膜１０４の上部の幅Ｗ２、およびパターン化薄膜１０７の溝１０７ａの底部の幅Ｗ３を測定した。その測定結果を、以下の表と図１０に示す。なお、図１０において、丸、三角、四角の各プロット記号は、それぞれ、幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を示している。
【００５６】
【表１】
【００５７】
以下、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法を、マイクロデバイスの一例としての薄膜磁気ヘッドの製造方法に適用した例について説明する。ここでは、スピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子と記す。）を用いた再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドの例を挙げる。
【００５８】
始めに、図１１ないし図１６を参照して、薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略について説明する。図１１ないし図１６において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００５９】
本例における薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図１１に示したように、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料よりなる絶縁層２を、例えば１〜５μｍの厚みに形成する。次に、絶縁層２の上に、スパッタリング法またはめっき法等によって、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層３を、例えば約３μｍの厚みに形成する。
【００６０】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜４を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、再生用のＧＭＲ素子５と、図示しないバイアス磁界印加層を、それぞれ、例えば数十ｎｍの厚みに形成する。バイアス磁界印加層はＧＭＲ素子５の両側部に隣接するように配置される。バイアス磁界印加層は、ＧＭＲ素子５に対して、長手方向にバイアス磁界を印加する。
【００６１】
次に、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法を用いて、バイアス磁界印加層の上に一対のリード層６を形成する。このリード層６は、ＧＭＲ素子５の上に部分的に重なるように配置される。
【００６２】
次に、下部シールドギャップ膜４、ＧＭＲ素子５およびリード層６の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。
【００６３】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層（以下、下部磁極層と記す。）８を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。なお、下部磁極層８に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。下部磁極層８は、スパッタリング法またはめっき法等によって形成される。
【００６４】
なお、下部磁極層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタリング法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けてもよい。
【００６５】
次に、図１２に示したように、下部磁極層８の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００６６】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図１２（ａ）において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を表している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００６７】
次に、図１３に示したように、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００６８】
次に、絶縁層１１のうちの後述するエアベアリング面２０側（図１３（ａ）における左側）の斜面部分からエアベアリング面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。トラック幅規定層１２ａは、例えばめっき法によって形成される。
【００６９】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され、上部磁極層１２の磁極部分となる先端部１２ａ1と、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層１２ｃに接続される接続部１２ａ2とを有している。先端部１２ａ1の幅は記録トラック幅と等しくなっている。すなわち、先端部１２ａ1は記録トラック幅を規定している。接続部１２ａ2の幅は、先端部１２ａ1の幅よりも大きくなっている。
【００７０】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時に、コンタクトホール９ａの上に磁性材料よりなる連結部分層１２ｂを形成すると共に、接続部１０ａの上に磁性材料よりなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、下部磁極層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００７１】
次に、トラック幅規定層１２ａの周辺において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。記録ギャップ層９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層８のエッチングには例えばイオンミリングが用いられる。図１３（ｂ）に示したように、上部磁極層１２の磁極部分（トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ1）、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分の少なくとも一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム（Trim）構造と呼ばれる。
【００７２】
次に、図１４に示したように、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研磨によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよび接続層１３の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【００７３】
次に、図１５に示したように、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図１５（ａ）において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を表している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００７４】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００７５】
次に、図１６に示したように、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４，１６および連結部分層１２ｂの上に、パーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのエアベアリング面２０側の端部は、エアベアリング面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して下部磁極層８に接続されている。
【００７６】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００７７】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面２０）と再生ヘッドと記録ヘッド（誘導型電磁変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＧＭＲ素子５と、エアベアリング面２０側の一部がＧＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＧＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層（下部磁極層８）とを有している。
【００７８】
記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面２０側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層を含む下部磁極層８および上部磁極層１２と、この下部磁極層８の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層８および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１０，１５とを有している。本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、図１６（ａ）に示したように、エアベアリング面２０から、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の端部までの長さが、スロートハイトＴＨとなる。なお、スロートハイトとは、２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。
【００７９】
次に、図１７ないし図２３を参照して、上記の薄膜磁気ヘッドにおけるリード層６の形成方法の一例について詳しく説明する。図１７ないし図２３は磁極部分のエアベアリング面（媒体対向面）に平行な断面を示している。
【００８０】
図１７は、リード層６を形成する前の薄膜磁気ヘッド製造用の積層体を示している。この積層体は、基板１と、この基板１の上に形成された絶縁層２と、この絶縁層２の上に形成された下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に形成された下部シールドギャップ膜４と、この下部シールドギャップ膜４の上に形成されたＧＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層３１を有している。ＧＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層３１が、リード層６の下地となる。
【００８１】
本例のリード層６の形成方法では、まず、図１８に示したように、スパッタリング法等によって、ＧＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層３１の上に、エッチングストッパ膜３２と被パターニング膜３３を順に形成する。エッチングストッパ膜３２は例えばＴａよりなり、被パターニング膜３３は例えばＡｕよりなる。
【００８２】
次に、図１９に示したように、例えばフォトリソグラフィによってレジストをパターニングすることによって、被パターニング膜３３の上に、パターン化された第１の膜３４を形成する。次に、必要に応じて、例えばアッシングによって第１の膜３４の幅を狭小化する。
【００８３】
次に、図２０に示したように、スパッタリング法等によって、被パターニング膜３３および第１の膜３４の上の全面に第２の膜３５を形成する。第２の膜３５は例えばＴａよりなる。
【００８４】
次に、図２１に示したように、例えば、基板１から第２の膜３５までを含む積層体を有機溶剤中に浸漬することによって、第１の膜３４をリフトオフ（剥離）する。これにより、被パターニング膜３３の上に形成された第２の膜３５によってエッチングマスク３６が形成される。
【００８５】
次に、図２２に示したように、エッチングマスク３６を用い、ドライエッチング、例えば反応性イオンエッチングによって被パターニング膜３３およびエッチングストッパ膜３２を選択的にエッチングする。これにより、残った被パターニング膜３３によって、パターン化薄膜としての一対のリード層６が形成される。また、一対のリード層６の間には溝が形成される。
【００８６】
その後、図２３に示したように、積層体の上面の全体を覆うように上部シールドギャップ膜７が形成され、この上部シールドギャップ膜７の上に下部磁極層８が形成される。その後の薄膜磁気ヘッドの製造工程は、図１２ないし図１６を参照して説明した通りである。
【００８７】
図１７ないし図２３に示したリード層６の形成方法によれば、一対のリード層６の間隔を小さくすることができると共に、一対のリード層６の間の溝に面するリード層６の端部にも上部シールドギャップ膜７を良好に付着させることができる。
【００８８】
実際に、先に説明した本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法の一実施例に示した条件を用いてリード層６を形成した薄膜磁気ヘッド素子について、絶縁耐圧試験によって、上部シールドギャップ膜７を介して隣接するリード層６と上部シールド層（下部磁極層８）との間の絶縁耐圧を評価した。その結果、一対のリード層６の間隔が２５ｎｍ以上の場合はもちろん、１６ｎｍの場合でも、１００００個の薄膜磁気ヘッド素子における絶縁耐圧の良品の歩留まりは９７％以上であった。なお、ここでは、上部シールドギャップ膜７を、スパッタ法により形成した厚さ３０ｎｍのアルミナ膜とした。また、絶縁耐圧試験は、リード層６と上部シールド層（下部磁極層８）との間に直流４Ｖの電圧を印加して行い、そのときにおける両層間の電気抵抗が１０ＭΩ以上となった薄膜磁気ヘッド素子を良品とした。また、一対のリード層６の間隔が２００ｎｍの薄膜磁気ヘッド素子を従来の方法によって作製し、その薄膜磁気ヘッド素子についてリード層６と上部シールド層（下部磁極層８）との間の絶縁耐圧を評価した。その結果、１００００個の薄膜磁気ヘッド素子における絶縁耐圧の良品の歩留まりは１０％程度であった。
【００８９】
以下、本実施の形態が適用されるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図２４を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図１６における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、表面がエアベアリング面となるレール部２１２が形成されている。レール部２１２の空気流入側の端部（図２４における右上の端部）の近傍にはテーパ部またはステップ部が形成されている。ハードディスクが図２４におけるｚ方向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入し、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図２４におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図２４におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図２４における左下の端部）の近傍には、本発明の各実施の形態が適用される薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００９０】
次に、図２５を参照して、ヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００９１】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００９２】
図２５は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００９３】
次に、図２６および図２７を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例とハードディスク装置について説明する。図２６はハードディスク装置の要部を示す説明図、図２７はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００９４】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００９５】
このハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００９６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変更が可能である。例えば、本発明は、半導体デバイスや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等の、薄膜磁気ヘッド以外のマイクロデバイスの製造方法にも適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法では、下地の上に被パターニング膜が形成され、被パターニング膜の上に、パターン化された第１の膜が形成され、被パターニング膜および第１の膜の上の全面に第２の膜が形成され、第１の膜を剥離することによって、被パターニング膜の上に形成された第２の膜によってエッチングマスクが形成される。そして、このエッチングマスクを用い、ドライエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングすることによって、溝を有するパターン化薄膜が形成される。本発明によれば、パターン化薄膜の溝の幅を決定する第１の膜の幅を小さくすることができるので、微小な幅の溝を有するパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、溝に面するパターン化薄膜の端部は斜め上方を向いた斜面になるので、この端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。また、本発明では、第１の膜を形成する工程は、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜を形成する。従って、本発明によれば、容易に、リフトオフ（剥離）に適した、アンダーカットの入った形状の第１の膜を形成することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、第１の膜は定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有するので、第１の膜のリフトオフ（剥離）が容易になるという効果を奏する。更に、本発明によれば、溝に面する端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。
【００９９】
また、請求項３記載のパターン化薄膜形成方法によれば、ネガ型レジストが化学増幅型のレジストであるので、より幅の小さな第１の膜を形成することができ、その結果、パターン化薄膜の溝の幅をより小さくすることができるという効果を奏する。
【０１０１】
また、請求項４または５記載のパターン化薄膜形成方法によれば、第１の膜を形成する工程と第２の膜を形成する工程との間において、第１の膜の幅を狭小化するようにしている。従って、本発明によれば、第１の膜の幅をより小さくすることができ、その結果、パターン化薄膜の溝の幅をより小さくすることができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、請求項８ないし１０のいずれかに記載のマイクロデバイスの製造方法では、請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法を用いてパターン化薄膜を形成する。従って、本発明によれば、微小な幅の溝を有するパターン化薄膜を形成することができると共に、溝に面するパターン化薄膜の端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法における一工程を示す断面図である。
【図２】図１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態における第１の膜の形状の一例を説明するための断面図である。
【図８】図７に示した状態の積層体の上に第２の膜を形成した状態を示す断面図である。
【図９】図６に示した状態の積層体の上に他の薄膜を形成した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法の一実施例におけるレジスト層の露光量、狭小化処理前の第１の膜の上部の幅、狭小化処理後の第１の膜の上部の幅およびパターン化薄膜の溝の底部の幅の測定結果を示す特性図である。
【図１１】本発明の一実施の形態を適用した薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態を適用したリード層の形成方法の一例における一工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１８に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１９に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２２】図２１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】本発明の一実施の形態が適用されるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図２５】本発明の一実施の形態が適用されるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図２６】本発明の一実施の形態が適用されるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図２７】本発明の一実施の形態が適用されるハードディスク装置の平面図である。
【図２８】ドライエッチングを用いてパターン化薄膜を形成する方法の一例における一工程を示す断面図である。
【図２９】図２８に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３１】図３０に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３２】図３１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３３】図３２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３４】図３３に示した状態の積層体の上に他の薄膜を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１…下地、１０２…エッチングストッパ膜、１０３…被パターニング膜、１０４…第１の膜、１０５…第２の膜、１０６…エッチングマスク、１０７…パターン化薄膜。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライエッチングを用いてパターン化薄膜を形成するパターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パターン化された薄膜（本出願においてパターン化薄膜と言う。）を有するマイクロデバイスにおけるパターン化薄膜の形成方法の一つに、ドライエッチングを用いる方法がある。なお、マイクロデバイスとは、薄膜形成技術を利用して製造される小型のデバイスを言う。マイクロデバイスの例としては、半導体デバイスや、薄膜磁気ヘッドや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等がある。
【０００３】
従来、ドライエッチングを用いて幅の小さな溝を有するパターン化薄膜を形成する方法として、例えば特開平８−７８４１４号公報に示されるような方法がある。以下、図２８ないし図３３を参照して、この方法について簡単に説明する。
【０００４】
この方法では、まず、図２８に示したように、スパッタリング法等によって、基板等の下地３０１の上に、エッチングストッパ膜３０２と被パターニング膜３０３を順に形成する。次に、図２９に示したように、スパッタリング法等によって、被パターニング膜３０３の上に、エッチングマスク層３０４を形成する。
【０００５】
次に、図３０に示したように、フォトリソグラフィによって、エッチングマスク層３０４の上に、パターン化されたフォトレジスト層３０５を形成する。このフォトレジスト層３０５は、後で被パターニング膜３０３に形成する溝に対応する位置に開口部３０５ａを有している。
【０００６】
次に、図３１に示したように、フォトレジスト層３０５をマスクとして、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングによって、エッチングマスク層３０４を選択的にエッチングする。次に、図３２に示したように、溶剤を用いたり、アッシングを行ったりして、フォトレジスト層３０５を除去する。これにより、エッチングマスク層３０４がパターニングされて、被パターニング膜３０３をパターニングするためのエッチングマスク３０６が形成される。
【０００７】
次に、図３３に示したように、エッチングマスク３０６を用いて、例えば反応性イオンエッチングによって、被パターニング膜３０３を選択的にエッチングする。これにより、被パターニング膜３０３がパターニングされて、溝３０７ａを有するパターン化薄膜３０７が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３４に示したように、マイクロデバイスの製造工程において、パターン化薄膜３０７の上に他の薄膜３０８を形成する場合、この薄膜３０８を、溝３０７ａに面するパターン化薄膜３０７の端部３０７ｂにも付着させる必要がある場合がある。このような薄膜３０８としては層間絶縁膜がある。
【０００９】
しかしながら、図２８ないし図３３に示した方法で形成されたパターン化薄膜３０７では、パターン化薄膜３０７の端部３０７ｂが、下地３０１の上面に対してほぼ垂直になる。そのため、図３４に示したように、パターン化薄膜３０７の端部３０７ｂに対する薄膜３０８の付着量が少なくなるという問題点がある。薄膜３０８が層間絶縁膜の場合には、端部３０７ｂに対する薄膜３０８の付着量が少ないと絶縁不良が発生する場合がある。
【００１０】
また、図２８ないし図３３に示した方法で形成されたパターン化薄膜３０７では、溝３０７ａの幅は、フォトリソグラフィによってパターニングされるフォトレジスト層３０５の開口部３０５ａの幅によって決まる。そのため、上記の方法では、溝３０７ａの幅を小さくすることには光学的に限界があり、この限界を超えて溝３０７ａの幅を小さくすることができないという問題点がある。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、微小な幅の溝を有すると共に溝に面する端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるようにしたパターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン化薄膜形成方法は、
下地の上に被パターニング膜を形成する工程と、
被パターニング膜の上に、パターン化された第１の膜を形成する工程と、
被パターニング膜および第１の膜の上の全面に第２の膜を形成する工程と、
第１の膜を剥離することによって、被パターニング膜の上に形成された第２の膜によってエッチングマスクを形成する工程と、
エッチングマスクを用い、ドライエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングすることによって、パターン化薄膜を形成する工程とを備えたものである。
【００１３】
本発明のパターン化薄膜形成方法では、パターン化薄膜は以下のようにして形成される。すなわち、まず、下地の上に被パターニング膜が形成される。次に、被パターニング膜の上に、パターン化された第１の膜が形成される。次に、被パターニング膜および第１の膜の上の全面に第２の膜が形成される。次に、第１の膜を剥離することによって、被パターニング膜の上に形成された第２の膜によってエッチングマスクが形成される。次に、このエッチングマスクを用い、ドライエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングすることによって、パターン化薄膜が形成される。
【００１４】
本発明のパターン化薄膜形成方法において、エッチングマスクは、第１の膜が存在していた部分に開口部を有し、この開口部に面するエッチングマスクの端部は斜め上方を向いた斜面を有していてもよい。このエッチングマスクを用いて形成されるパターン化薄膜は、エッチングマスクの開口部に対応する位置に溝を有する。この溝に面するパターン化薄膜の端部は、斜め上方を向いた斜面になる。なお、本出願において、「上方」とは、下地から見てパターン化薄膜が配置される方向を言う。
【００１５】
また、本発明のパターン化薄膜形成方法において、第１の膜を形成する工程は、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜を形成してもよい。この場合、ネガ型レジストは化学増幅型のレジストであってもよい。また、第１の膜は、定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有していてもよい。また、本発明のパターン化薄膜形成方法は、更に、第１の膜を形成する工程と第２の膜を形成する工程との間において、第１の膜の幅を狭小化する工程を備えていてもよい。この第１の膜の幅を狭小化する工程は、第１の膜をアッシングしてもよい。
【００１６】
また、本発明のパターン化薄膜形成方法において、パターン化薄膜を形成する工程は、反応性イオンエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングしてもよい。
【００１７】
また、本発明のパターン化薄膜形成方法において、被パターニング膜のエッチング時におけるエッチングマスクのエッチングレートは、被パターニング膜のエッチングレートよりも小さいことが好ましい。
【００１８】
本発明のマイクロデバイスの製造方法は、１以上のパターン化薄膜を含むマイクロデバイスの製造方法において、パターン化薄膜が、本発明のパターン化薄膜形成方法によって形成されるものである。
【００１９】
本発明のマイクロデバイスの製造方法において、マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであってもよい。この場合、薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子に接続されるリード層とを含み、パターン化薄膜はリード層であってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１ないし図６を参照して、本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法について説明する。
【００２１】
本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法は、まず、図１に示したように、スパッタリング法等によって、基板等の下地１０１の上にエッチングストッパ膜１０２と被パターニング膜１０３を順に形成する。なお、エッチングストッパ膜１０２は、必ずしも設けなくてもよい。
【００２２】
次に、図２に示したように、被パターニング膜１０３の上に、パターン化された第１の膜１０４を形成する。第１の膜１０４は、例えば、フォトリソグラフィによってレジストをパターニングすることによって形成される。この場合、レジストは、ポジ型でもネガ型でもよい。また、第１の膜１０４は、断面形状が矩形の膜でもよいし、上部側の幅が底部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する膜でもよいし、アンダーカットの入った形状の膜でもよい。なお、第１の膜１０４は、後の工程でリフトオフされるため、アンダーカットの入った形状の膜であることが好ましい。
【００２３】
アンダーカットの入った形状の膜は、底部側の幅が上部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する膜であってもよい。このような形状の膜は、例えば、特開平９−９６９０９号公報に示されるように画像反転機能を有するレジストを用いて形成することができる。
【００２４】
また、アンダーカットの入った形状の膜は、所定の幅を有する上層と、この上層の幅よりも小さい幅を有する下層とを含む膜であってもよい。このような形状の膜は、例えば、特開平２−１７６４３号公報に示されるように２層レジストを用いて形成することができる。
【００２５】
また、アンダーカットの入った形状の膜は、底部側にくびれを有する膜であってもよい。このような形状の膜は、例えば、特開平８−６９１１１号公報に示されるようにマイクログルーブを有したレジスト層を利用して形成することができる。
【００２６】
なお、図２以降の図では、便宜上、第１の膜１０４を、底部側の幅が上部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する膜としている。
【００２７】
次に、図３に示したように、第１の膜１０４の幅を狭小化する。この狭小化は、例えば、第１の膜１０４をアッシングすることで行われる。アッシングは、レジスト等の材料を気相中で除去する処理である。アッシングは、具体的には、レジスト等の材料を酸素プラズマ、オゾン等にさらすことにより行われる。
【００２８】
次に、図４に示したように、スパッタリング法等によって、被パターニング膜１０３および第１の膜１０４の上の全面に第２の膜１０５を形成する。この第２の膜１０５は、単層膜であってもよいし、多層膜であってもよい。
【００２９】
次に、図５に示したように、例えば、下地１０１から第２の膜１０５までを含む積層体を有機溶剤中に浸漬することによって、第１の膜１０４をリフトオフ（剥離）する。これにより、被パターニング膜１０３の上に形成された第２の膜１０５によってエッチングマスク１０６が形成される。このエッチングマスク１０６は、第１の膜１０４が存在していた部分に開口部１０６ａを有している。
【００３０】
このように、本実施の形態では、リフトオフ法によって、被パターニング膜１０３の上にエッチングマスク１０６を形成する。そのため、開口部１０６ａに面するエッチングマスク１０６の端部１０６ｂは、斜め上方を向いた斜面になる。
【００３１】
次に、図６に示したように、エッチングマスク１０６を用い、ドライエッチング、例えば反応性イオンエッチングによって被パターニング膜１０３を選択的にエッチングする。これにより、残った被パターニング膜１０３によってパターン化薄膜１０７が形成される。このパターン化薄膜１０７は、エッチングマスク１０６の開口部１０６ａに対応する位置に溝１０７ａを有する。
【００３２】
前述のようにエッチングマスク１０６の端部１０６ｂが斜め上方を向いた斜面になっていることから、上記の被パターニング膜１０３のエッチングの間、エッチングマスク１０６の開口部１０６ａは徐々に広がってゆく。その結果、溝１０７ａに面するパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂは、斜め上方を向いた斜面になる。
【００３３】
本実施の形態において、被パターニング膜１０３のエッチング時におけるエッチングマスク１０６のエッチングレートは、被パターニング膜１０３のエッチングレートよりも小さいことが好ましい。
【００３４】
なお、図６に示した例では、パターン化薄膜１０７の底部がエッチングストッパ膜１０２の上面と一致するまで、被パターニング膜１０３のエッチングを行っている。しかし、被パターニング膜１０３のエッチングに続けて、エッチングストッパ膜１０２を、その厚み方向の途中の位置または下面の位置までエッチングしてもよい。エッチングを停止する位置は、例えば、エッチングによって飛散する元素を二次イオン分析法等によって同定する測定を行いながらエッチングを行うことで制御することができる。
【００３５】
本実施の形態において、第１の膜１０４を形成する工程は、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成するのが好ましい。その理由は以下の通りである。ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングする場合には、レジスト層のうち、第１の膜１０４として残る部分が露光される。レジスト層のうち露光された部分では、上側ほど架橋度が大きくなる。そのため、レジスト層の露光後、現像すると、底部側の幅が上部側の幅よりも小さい台形の断面形状を有する第１の膜１０４が得られる。このように、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する方法によれば、他の方法に比べて容易に、リフトオフに適した、アンダーカットの入った形状の第１の膜１０４を形成することができる。
【００３６】
また、上記のネガ型レジストは化学増幅型のレジストであることが好ましい。その理由は以下の通りである。まず、化学増幅型のレジストは解像度が高い。また、化学増幅型のレジストは、耐熱性が良いため、アッシングによっても形が崩れにくい。これらのことから、化学増幅型のネガ型レジストを用いて第１の膜１０４を形成することにより、幅の小さな第１の膜１０４を形成することができる。
【００３７】
また、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する場合には、図７に示したように、第１の膜１０４は、定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有していてもよい。なお、定在波効果とは、レジスト層の露光時にレジスト層への入射光とレジスト層の下地からの反射光との干渉によって発生する定在波の影響によって、パターニングされたレジスト層の側壁に凹凸が形成される現象を言う。
【００３８】
第１の膜１０４が定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、図８に示したように、第２の膜１０５の形成時に、第１の膜１０４の側壁部に第２の膜１０５が付着し易い。そのため、この場合には、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて、第２の膜１０５の形成時において、第１の膜１０４とその側壁部に付着した第２の膜１０５とを合わせた膜の幅が大きくなる。その結果、第１の膜１０４とその側壁部に付着した第２の膜１０５とを合わせた膜のリフトオフが非常に容易になる。
【００３９】
また、第１の膜１０４が定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、第２の膜１０５の形成時において、第２の膜１０５は、第１の膜１０４の側壁部に付着しながら、被パターニング膜１０３の上面に形成されていく。従って、第１の膜１０４とその側壁部に付着した第２の膜１０５とを合わせた膜の幅が大きくなりながら、第２の膜１０５が被パターニング膜１０３の上面に形成されていく。そのため、リフトオフ法によって形成されたエッチングマスク１０６の端部１０６ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、エッチングマスク１０６の下に存在する被パターニング膜１０３の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態では、リフトオフ法によって、被パターニング膜１０３の上にエッチングマスク１０６を形成する。そのため、開口部１０６ａに面するエッチングマスク１０６の端部１０６ｂは、斜め上方を向いた斜面になる。そして、本実施の形態では、このエッチングマスク１０６を用いて、ドライエッチングによって被パターニング膜１０３を選択的にエッチングして、パターン化薄膜１０７を形成する。これにより、溝１０７ａに面するパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂが斜め上方を向いた斜面になる。従って、本実施の形態によれば、溝１０７ａに面する端部１０７ｂに対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜１０７を形成することができる。
【００４１】
更に、第１の膜１０４が定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、リフトオフ法によって形成されたエッチングマスク１０６の端部１０６ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、エッチングマスク１０６の下に存在する被パターニング膜１０３の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。この場合には、エッチングマスク１０６を用いて形成されたパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、パターン化薄膜１０７の下に存在する下地１０１もしくはエッチングストッパ膜１０２の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。従って、この場合には、溝１０７ａに面する端部１０７ｂに対する他の薄膜の付着性が更によいパターン化薄膜１０７を形成することができる。
【００４２】
図９は、パターン化薄膜１０７の上に他の薄膜１０８を形成した状態を示している。図９に示したように、本実施の形態によれば、溝１０７ａに面するパターン化薄膜１０７の端部１０７ｂにも十分に薄膜１０８を付着させることができる。これにより、薄膜１０８が層間絶縁膜である場合には、絶縁不良の発生を防止することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、パターン化薄膜１０７の溝１０７ａの幅は、エッチングマスク１０６の開口部１０６ａの幅によって決まる。この開口部１０６ａの幅は、第１の膜１０４の幅によって決まる。第１の膜１０４の幅は、例えばアッシングによる狭小化により、容易に、光学的な限界を超えて小さくすることが可能である。従って、本実施の形態によれば、微小な幅の溝１０７ａを有するパターン化薄膜１０７を容易に形成することが可能になる。
【００４４】
また、本実施の形態において、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する場合には、容易に、リフトオフに適した、アンダーカットの入った形状の第１の膜１０４を形成することができる。また、この場合には、段差のある下地１０１の上に、エッチングストッパ膜１０２および被パターニング膜１０３を介して第１の膜１０４を形成することも容易に行うことができる。また、上記のネガ型レジストが化学増幅型のレジストである場合には、より幅の小さな第１の膜１０４を形成することができ、その結果、パターン化薄膜１０７の溝１０７ａの幅をより小さくすることができる。
【００４５】
また、本実施の形態において、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜１０４を形成する場合に、第１の膜１０４が、定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有する場合には、第１の膜１０４のリフトオフが非常に容易になる。更に、この場合には、リフトオフ法によって形成されたエッチングマスク１０６の端部１０６ｂにおける斜め上方を向いた斜面と、エッチングマスク１０６の下に存在する被パターニング膜１０３の上面とのなす角度を、第１の膜１０４の側壁部が滑らかな場合に比べて小さくすることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、第１の膜１０４を形成する工程と第２の膜１０５を形成する工程との間において、第１の膜１０４の幅を狭小化するようにしている。従って、本実施の形態によれば、第１の膜１０４の幅をより小さくすることができ、その結果、パターン化薄膜１０７の溝１０７ａの幅をより小さくすることができる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法の一実施例について説明する。本実施例では、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）よりなる基板の上に形成された厚み２．５μｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層を下地１０１として、この下地１０１の上に、以下のようにしてパターン化薄膜１０７を形成した。
【００４８】
まず、上記の下地１０１の上に、以下の条件で、Ｔａをスパッタリングして、厚み５ｎｍのエッチングストッパ膜１０２を形成した。スパッタ装置としては、ＣＶＣ社製の直流スパッタ装置ＶＥ８２９５（製品名）を用いた。スパッタ装置におけるターゲットはＴａとした。スパッタ装置の出力は７００Ｗとした。スパッタ装置におけるスパッタ室内には、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍの流量で供給した。スパッタ室内の圧力は１.０ｍＴｏｒｒ（約０．１３３Ｐａ）とした。
【００４９】
次に、上記のスパッタ装置を用いて、エッチングストッパ膜１０２の上に、以下の条件で、Ａｕをスパッタリングして、厚み３０ｎｍの被パターニング膜１０３を形成した。スパッタ装置におけるターゲットはＡｕとした。スパッタ装置の出力は７００Ｗとした。スパッタ装置におけるスパッタ室内には、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍの流量で供給した。スパッタ室内の圧力は１.０ｍＴｏｒｒ（約０．１３３Ｐａ）とした。
【００５０】
次に、被パターニング膜１０３の上に、以下の条件で第１の膜１０４を形成した。まず、レジストとして、東京応化工業株式会社製の化学増幅型ネガ型レジストＴＯＫ ＴＤＵＲ−Ｎ６２０ ＧＰ（製品名）を塗布し、８０℃で６０秒間、プリベークを行い、厚み０．５μｍのレジスト層を形成した。次に、ステッパ（露光装置）として、株式会社ニコン製ＮＳＲ−ＴＦＨＥＸ１４Ｃ（製品名）を用い、レンズの開口数ＮＡを０．６、コヒーレンスファクタσを０．７５として、露光用マスクを通過した所定のパターンの光でレジスト層を露光して、レジスト層に潜像を形成した。露光用マスクにおける線幅は０．２μｍとした。なお、コヒーレンスファクタσは、レティクル側から見た照明光学系のレンズ開口数をＮＡ１、レティクル側から見た縮小レンズのレンズ開口数をＮＡ２としたときに、σ＝ＮＡ１／ＮＡ２で表される。ただし、ＮＡ２＝ＮＡ／ｍであり、１／ｍは投影レンズの縮小率である。また、露光量（Ｄｏｓｅ）は２０〜５５ｍＪ／ｃｍ２の範囲内で選択し、この露光量によって第１の膜１０４の幅を調節するようにした。具体的には、本実施例では、露光量が２０〜５５ｍＪ／ｃｍ２の範囲内で５ｍＪ／ｃｍ２ずつ異なる８個の試料を作製した。なお、以下に示す各工程は、この８個の試料に対して行っている。次に、１００℃で６０秒間、現像前ベークを行った。次に、現像液として２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液を用いて、６０秒間の現像を１回行った。
【００５１】
次に、以下の条件で第１の膜１０４のアッシングを行って、第１の膜１０４の幅を狭小化した。アッシング装置としては、Ｍａｔｒｉｘ ｉｎｃ.社製Ｓｙｓｔｅｍ１０４（製品名）を用いた。アッシング室内の圧力は１.０Ｔｏｒｒ（約１３３Ｐａ）とした。ガスはＯ２を用い、その流量を３０ｓｃｃｍとした。ＲＦ出力は２００Ｗとした。基板温度は７０℃とした。アッシング時間１２０秒とした。なお、ガスとしては、Ｏ２にＣＦ４を加えたものを用いてもよい。また、ガスとしてはオゾンを用いてもよい。この場合には、常圧下でアッシングを行ってもよい。
【００５２】
次に、エッチングストッパ膜１０２および被パターニング膜１０３を形成するときと同じ条件で、被パターニング膜１０３および第１の膜１０４の上の全面にＴａをスパッタリングして、厚み１０ｎｍの第２の膜１０５を形成した。
【００５３】
次に、基板から第２の膜１０５までを含む積層体を、１時間、揺動しながらアセトン中に浸漬して、第１の膜１０４をリフトオフ（剥離）した。これにより、被パターニング膜１０３の上に形成された第２の膜１０５によってエッチングマスク１０６が形成された。
【００５４】
次に、上記のエッチングマスク１０６を用い、以下の条件で反応性イオンエッチングを行って被パターニング膜１０３を選択的にエッチングし、残った被パターニング膜１０３によってパターン化薄膜１０７を形成した。エッチング装置としては、住友金属社製ＨＧ６０００（製品名）を用いた。エッチング室内には、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍの流量で供給すると共にＯ２を５０ｓｃｃｍの流量で供給した。エッチング室内のガスの圧力は５ｍＴｏｒｒ（約０．６６５Ｐａ）とした。マイクロ波出力は１０００Ｗとし、ＲＦ出力は５０Ｗとした。エッチング時間は６０秒とした。
【００５５】
本実施例では、第１の膜１０４を形成する際のレジスト層の露光量が異なる８個の試料について、それぞれ、レジスト層の露光量（Ｄｏｓｅ）、狭小化処理前の第１の膜１０４の上部の幅Ｗ１、狭小化処理後の第１の膜１０４の上部の幅Ｗ２、およびパターン化薄膜１０７の溝１０７ａの底部の幅Ｗ３を測定した。その測定結果を、以下の表と図１０に示す。なお、図１０において、丸、三角、四角の各プロット記号は、それぞれ、幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を示している。
【００５６】
【表１】
以下、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法を、マイクロデバイスの一例としての薄膜磁気ヘッドの製造方法に適用した例について説明する。ここでは、スピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子と記す。）を用いた再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドの例を挙げる。
【００５８】
始めに、図１１ないし図１６を参照して、薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略について説明する。図１１ないし図１６において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００５９】
本例における薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図１１に示したように、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料よりなる絶縁層２を、例えば１〜５μｍの厚みに形成する。次に、絶縁層２の上に、スパッタリング法またはめっき法等によって、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層３を、例えば約３μｍの厚みに形成する。
【００６０】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜４を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、再生用のＧＭＲ素子５と、図示しないバイアス磁界印加層を、それぞれ、例えば数十ｎｍの厚みに形成する。バイアス磁界印加層はＧＭＲ素子５の両側部に隣接するように配置される。バイアス磁界印加層は、ＧＭＲ素子５に対して、長手方向にバイアス磁界を印加する。
【００６１】
次に、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法を用いて、バイアス磁界印加層の上に一対のリード層６を形成する。このリード層６は、ＧＭＲ素子５の上に部分的に重なるように配置される。
【００６２】
次に、下部シールドギャップ膜４、ＧＭＲ素子５およびリード層６の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。
【００６３】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層（以下、下部磁極層と記す。）８を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。なお、下部磁極層８に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。下部磁極層８は、スパッタリング法またはめっき法等によって形成される。
【００６４】
なお、下部磁極層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタリング法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けてもよい。
【００６５】
次に、図１２に示したように、下部磁極層８の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００６６】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図１２（ａ）において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を表している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００６７】
次に、図１３に示したように、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００６８】
次に、絶縁層１１のうちの後述するエアベアリング面２０側（図１３（ａ）における左側）の斜面部分からエアベアリング面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。トラック幅規定層１２ａは、例えばめっき法によって形成される。
【００６９】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され、上部磁極層１２の磁極部分となる先端部１２ａ1と、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層１２ｃに接続される接続部１２ａ2とを有している。先端部１２ａ1の幅は記録トラック幅と等しくなっている。すなわち、先端部１２ａ1は記録トラック幅を規定している。接続部１２ａ2の幅は、先端部１２ａ1の幅よりも大きくなっている。
【００７０】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時に、コンタクトホール９ａの上に磁性材料よりなる連結部分層１２ｂを形成すると共に、接続部１０ａの上に磁性材料よりなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、下部磁極層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００７１】
次に、トラック幅規定層１２ａの周辺において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。記録ギャップ層９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層８のエッチングには例えばイオンミリングが用いられる。図１３（ｂ）に示したように、上部磁極層１２の磁極部分（トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ1）、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分の少なくとも一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム（Trim）構造と呼ばれる。
【００７２】
次に、図１４に示したように、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研磨によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよび接続層１３の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【００７３】
次に、図１５に示したように、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図１５（ａ）において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を表している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００７４】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００７５】
次に、図１６に示したように、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４，１６および連結部分層１２ｂの上に、パーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのエアベアリング面２０側の端部は、エアベアリング面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して下部磁極層８に接続されている。
【００７６】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００７７】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面２０）と再生ヘッドと記録ヘッド（誘導型電磁変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＧＭＲ素子５と、エアベアリング面２０側の一部がＧＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＧＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層（下部磁極層８）とを有している。
【００７８】
記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面２０側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層を含む下部磁極層８および上部磁極層１２と、この下部磁極層８の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層８および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１０，１５とを有している。本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、図１６（ａ）に示したように、エアベアリング面２０から、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の端部までの長さが、スロートハイトＴＨとなる。なお、スロートハイトとは、２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。
【００７９】
次に、図１７ないし図２３を参照して、上記の薄膜磁気ヘッドにおけるリード層６の形成方法の一例について詳しく説明する。図１７ないし図２３は磁極部分のエアベアリング面（媒体対向面）に平行な断面を示している。
【００８０】
図１７は、リード層６を形成する前の薄膜磁気ヘッド製造用の積層体を示している。この積層体は、基板１と、この基板１の上に形成された絶縁層２と、この絶縁層２の上に形成された下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に形成された下部シールドギャップ膜４と、この下部シールドギャップ膜４の上に形成されたＧＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層３１を有している。ＧＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層３１が、リード層６の下地となる。
【００８１】
本例のリード層６の形成方法では、まず、図１８に示したように、スパッタリング法等によって、ＧＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層３１の上に、エッチングストッパ膜３２と被パターニング膜３３を順に形成する。エッチングストッパ膜３２は例えばＴａよりなり、被パターニング膜３３は例えばＡｕよりなる。
【００８２】
次に、図１９に示したように、例えばフォトリソグラフィによってレジストをパターニングすることによって、被パターニング膜３３の上に、パターン化された第１の膜３４を形成する。次に、必要に応じて、例えばアッシングによって第１の膜３４の幅を狭小化する。
【００８３】
次に、図２０に示したように、スパッタリング法等によって、被パターニング膜３３および第１の膜３４の上の全面に第２の膜３５を形成する。第２の膜３５は例えばＴａよりなる。
【００８４】
次に、図２１に示したように、例えば、基板１から第２の膜３５までを含む積層体を有機溶剤中に浸漬することによって、第１の膜３４をリフトオフ（剥離）する。これにより、被パターニング膜３３の上に形成された第２の膜３５によってエッチングマスク３６が形成される。
【００８５】
次に、図２２に示したように、エッチングマスク３６を用い、ドライエッチング、例えば反応性イオンエッチングによって被パターニング膜３３およびエッチングストッパ膜３２を選択的にエッチングする。これにより、残った被パターニング膜３３によって、パターン化薄膜としての一対のリード層６が形成される。また、一対のリード層６の間には溝が形成される。
【００８６】
その後、図２３に示したように、積層体の上面の全体を覆うように上部シールドギャップ膜７が形成され、この上部シールドギャップ膜７の上に下部磁極層８が形成される。その後の薄膜磁気ヘッドの製造工程は、図１２ないし図１６を参照して説明した通りである。
【００８７】
図１７ないし図２３に示したリード層６の形成方法によれば、一対のリード層６の間隔を小さくすることができると共に、一対のリード層６の間の溝に面するリード層６の端部にも上部シールドギャップ膜７を良好に付着させることができる。
【００８８】
実際に、先に説明した本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法の一実施例に示した条件を用いてリード層６を形成した薄膜磁気ヘッド素子について、絶縁耐圧試験によって、上部シールドギャップ膜７を介して隣接するリード層６と上部シールド層（下部磁極層８）との間の絶縁耐圧を評価した。その結果、一対のリード層６の間隔が２５ｎｍ以上の場合はもちろん、１６ｎｍの場合でも、１００００個の薄膜磁気ヘッド素子における絶縁耐圧の良品の歩留まりは９７％以上であった。なお、ここでは、上部シールドギャップ膜７を、スパッタ法により形成した厚さ３０ｎｍのアルミナ膜とした。また、絶縁耐圧試験は、リード層６と上部シールド層（下部磁極層８）との間に直流４Ｖの電圧を印加して行い、そのときにおける両層間の電気抵抗が１０ＭΩ以上となった薄膜磁気ヘッド素子を良品とした。また、一対のリード層６の間隔が２００ｎｍの薄膜磁気ヘッド素子を従来の方法によって作製し、その薄膜磁気ヘッド素子についてリード層６と上部シールド層（下部磁極層８）との間の絶縁耐圧を評価した。その結果、１００００個の薄膜磁気ヘッド素子における絶縁耐圧の良品の歩留まりは１０％程度であった。
【００８９】
以下、本実施の形態が適用されるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図２４を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図１６における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、表面がエアベアリング面となるレール部２１２が形成されている。レール部２１２の空気流入側の端部（図２４における右上の端部）の近傍にはテーパ部またはステップ部が形成されている。ハードディスクが図２４におけるｚ方向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入し、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図２４におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図２４におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図２４における左下の端部）の近傍には、本発明の各実施の形態が適用される薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００９０】
次に、図２５を参照して、ヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００９１】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００９２】
図２５は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００９３】
次に、図２６および図２７を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例とハードディスク装置について説明する。図２６はハードディスク装置の要部を示す説明図、図２７はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００９４】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００９５】
このハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００９６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変更が可能である。例えば、本発明は、半導体デバイスや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等の、薄膜磁気ヘッド以外のマイクロデバイスの製造方法にも適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法では、下地の上に被パターニング膜が形成され、被パターニング膜の上に、パターン化された第１の膜が形成され、被パターニング膜および第１の膜の上の全面に第２の膜が形成され、第１の膜を剥離することによって、被パターニング膜の上に形成された第２の膜によってエッチングマスクが形成される。そして、このエッチングマスクを用い、ドライエッチングによって被パターニング膜を選択的にエッチングすることによって、溝を有するパターン化薄膜が形成される。本発明によれば、パターン化薄膜の溝の幅を決定する第１の膜の幅を小さくすることができるので、微小な幅の溝を有するパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、溝に面するパターン化薄膜の端部は斜め上方を向いた斜面になるので、この端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。また、本発明では、第１の膜を形成する工程は、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜を形成する。従って、本発明によれば、容易に、リフトオフ（剥離）に適した、アンダーカットの入った形状の第１の膜を形成することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、第１の膜は定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有するので、第１の膜のリフトオフ（剥離）が容易になるという効果を奏する。更に、本発明によれば、溝に面する端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。
【００９９】
また、請求項３記載のパターン化薄膜形成方法によれば、ネガ型レジストが化学増幅型のレジストであるので、より幅の小さな第１の膜を形成することができ、その結果、パターン化薄膜の溝の幅をより小さくすることができるという効果を奏する。
【０１０１】
また、請求項４または５記載のパターン化薄膜形成方法によれば、第１の膜を形成する工程と第２の膜を形成する工程との間において、第１の膜の幅を狭小化するようにしている。従って、本発明によれば、第１の膜の幅をより小さくすることができ、その結果、パターン化薄膜の溝の幅をより小さくすることができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、請求項８ないし１０のいずれかに記載のマイクロデバイスの製造方法では、請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法を用いてパターン化薄膜を形成する。従って、本発明によれば、微小な幅の溝を有するパターン化薄膜を形成することができると共に、溝に面するパターン化薄膜の端部に対する他の薄膜の付着性のよいパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法における一工程を示す断面図である。
【図２】図１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態における第１の膜の形状の一例を説明するための断面図である。
【図８】図７に示した状態の積層体の上に第２の膜を形成した状態を示す断面図である。
【図９】図６に示した状態の積層体の上に他の薄膜を形成した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法の一実施例におけるレジスト層の露光量、狭小化処理前の第１の膜の上部の幅、狭小化処理後の第１の膜の上部の幅およびパターン化薄膜の溝の底部の幅の測定結果を示す特性図である。
【図１１】本発明の一実施の形態を適用した薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態を適用したリード層の形成方法の一例における一工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１８に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１９に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２２】図２１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】本発明の一実施の形態が適用されるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図２５】本発明の一実施の形態が適用されるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図２６】本発明の一実施の形態が適用されるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図２７】本発明の一実施の形態が適用されるハードディスク装置の平面図である。
【図２８】ドライエッチングを用いてパターン化薄膜を形成する方法の一例における一工程を示す断面図である。
【図２９】図２８に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３１】図３０に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３２】図３１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３３】図３２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３４】図３３に示した状態の積層体の上に他の薄膜を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１…下地、１０２…エッチングストッパ膜、１０３…被パターニング膜、１０４…第１の膜、１０５…第２の膜、１０６…エッチングマスク、１０７…パターン化薄膜。
Claims (10)
- 下地の上に被パターニング膜を形成する工程と、
前記被パターニング膜の上に、パターン化された第１の膜を形成する工程と、
前記被パターニング膜および前記第１の膜の上の全面に第２の膜を形成する工程と、
前記第１の膜を剥離することによって、前記被パターニング膜の上に形成された第２の膜によってエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用い、ドライエッチングによって前記被パターニング膜を選択的にエッチングすることによって、パターン化薄膜を形成する工程とを備え、
前記第１の膜を形成する工程は、ネガ型レジストよりなる単一のレジスト層をパターニングすることによって第１の膜を形成し、
前記第１の膜は、定在波効果によって凹凸が形成された側壁部を有することを特徴とするパターン化薄膜形成方法。 - 前記エッチングマスクは、前記第１の膜が存在していた部分に開口部を有し、この開口部に面するエッチングマスクの端部は斜め上方を向いた斜面を有することを特徴とする請求項１記載のパターン化薄膜形成方法。
- 前記ネガ型レジストは化学増幅型のレジストであることを特徴とする請求項１記載のパターン化薄膜形成方法。
- 更に、前記第１の膜を形成する工程と前記第２の膜を形成する工程との間において、前記第１の膜の幅を狭小化する工程を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法。
- 前記第１の膜の幅を狭小化する工程は、前記第１の膜をアッシングすることを特徴とする請求項４記載のパターン化薄膜形成方法。
- 前記パターン化薄膜を形成する工程は、反応性イオンエッチングによって前記被パターニング膜を選択的にエッチングすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法。
- 前記被パターニング膜のエッチング時における前記エッチングマスクのエッチングレートは、前記被パターニング膜のエッチングレートよりも小さいことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法。
- １以上のパターン化薄膜を含むマイクロデバイスの製造方法において、前記パターン化薄膜が、請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法によって形成されることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
- 前記マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであることを特徴とする請求項８記載のマイクロデバイスの製造方法。
- 前記薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子に接続されるリード層とを含み、前記パターン化薄膜は前記リード層であることを特徴とする請求項９記載のマイクロデバイスの製造方法。
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